[发明专利]无停电电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及无停电电源装置，特别是涉及具有长时间备用的功能和可吸收来自负载的再生电力的功能的无停电电源装置。

背景技术

无停电电源装置(UPS)是这样的装置：在发生交流电源的电压下降或停电或者瞬时电压下降或瞬时停电(以下称为停电等)时，通过无瞬断地切换到备用电源，将稳定的电力提供给负载。作为该备用电源的蓄电介质，使用蓄电池(主要是铅蓄电池)。并且，也有使用双电层电容器作为蓄电介质的无停电电源装置。而且，还有使用蓄电池和双电层电容器的无停电电源装置(例如，参照专利文献1、2)。

图7是示出现有的常时商用供电方式的无停电电源装置的结构的图。图7所示的无停电电源装置100具有UPS单元104、以及由蓄电池或双电层电容器构成的蓄电部105，UPS单元104具有电力变换器101、电压检测电路102以及交流开关103。

交流开关103设在交流输入端子ACIN和交流输出端子ACOUT之间。交流开关103在与交流输入端子ACIN连接的商用系统的交流电源106正常的通常时处于接通状态，在根据来自电压检测电路102的检测信号，商用系统的交流电源106停电等的异常时处于断开状态。

电力变换器101具有用于在蓄电部105和交流输出端子ACOUT之间双向提供电力的功能，对蓄电部105进行充电和放电。

图8是说明无停电电源装置100的动作的图。图8(a)是示出商用系统的交流电源106正常时的动作的图，图8(b)是示出商用系统的交流电源106异常时的动作的图。如图8(a)所示，在与无停电电源装置100的交流输入端子ACIN连接的交流电源106正常时，在箭头107、108所示的方向，经由图7所示的交流开关103，从交流电源106向负载109发送交流电。此时，图7所示的电力变换器101作为给蓄电部105充电的整流器进行动作。

如图8(b)所示，在与无停电电源装置100的交流输入端子ACIN连接的交流电源106由于停电(图中由标号S表示)等而异常的情况下，图7所示的交流开关103断开，电力变换器101作为将蓄电部105的直流电变换为交流电并将其提供给负载109的逆变器进行动作。然后，在箭头110、111所示的方向发送电力。

这里，在负载109是感应电动机等的感应性负载的情况下，存在负载109消耗电力的电力运行时和产生再生电力的再生时。当交流电源106正常时，在感应电动机等的负载109中产生了再生电力的情况下，如图8(a)所示，在箭头112、113所示的方向发送再生电力。然后，由于商用系统的交流电源106吸收该再生电力，因而没有问题。另一方面，如图8(b)所示当交流电源106异常时，在图7所示的电力变换器101作为逆变器进行动作的情况下，当在负载109中产生了再生电力时，在箭头114、115所示的方向发送再生电力，给由蓄电池或双电层电容器构成的蓄电部105充电。不过，在蓄电部105中，在取代蓄电池而使用双电层电容器的情况下，可进行迅速放电、迅速充电，因而只要预先按照再生电力的吸收量降低电压来进行充电即可。

并且，在专利文献1公开的使用蓄电池和双电层电容器的无停电电源装置中，当检测出停电等时，根据放电指令，与双电层电容器连接的第1电力变换器使双电层电容器放电，而不是使蓄电池放电。然后，在双电层电容器的电力或电压为规定水平以下的情况下，第1电力变换器停止放电。并且，随着第1电力变换器停止，此次利用与蓄电池连接的第2电力变换器从蓄电池进行放电。而且，当解除了停电等时，根据充电指令，蓄电池和双电层电容器均分别使用第2电力变换器和第1电力变换器来充电。

【专利文献1】日本特开2010-16996号公报

【专利文献2】日本特开2009-201208号公报

然而，在现有的无停电电源装置中蓄电部使用蓄电池的情况下，蓄电池能迅速放电而不能迅速充电，因而在负载中产生大量再生电力的情况下，蓄电池的电压急剧上升，存在有可能由于保护功能而在直流过电压下停止的问题。并且，在蓄电部使用双电层电容器的情况下，双电层电容器与蓄电池相比容量小，因而在发生了停电等的情况下，补偿时间短。存在的问题是，当为了延长补偿时间而增加双电层电容器的容量时，带来成本上升。

并且，在现有的使用蓄电池和双电层电容器的无停电电源装置的情况下，当检测出停电等时，根据放电指令，第1电力变换器使双电层电容器放电，而不是使蓄电池放电，因而有必要利用双电层电容器进行预定时间的备用，而且有必要吸收再生电力。此时的双电层电容器所需要的容量例如可如下进行计算。